Ученые ИСЗФ СО РАН разработают метод, позволяющий улучшить работу телескопов

Группа ученых Института солнечно-земной физики СО РАН под руководством доктора физико-математических наук Павла Ковадло получила грант Российского научного фонда на разработку метода определения оптической структурированной турбулентности в атмосфере. Грант рассчитан на два года, ежегодно на исследования по гранту будет выделено по 1,5 млн рублей.

Объясняя необходимость разработки нового метода, Павел Ковадло отметил, что астрономические наблюдения на телескопах наземного базирования существенно ограничены атмосферой: облачностью, прозрачностью, турбулентностью воздуха и особенно – наиболее турбулизированными нижними слоями воздуха. Световое излучение от Солнца и от других космических источников, распространяясь в атмосфере, искажается за счет неоднородностей показателя преломления по лучу зрения, возникающих за счет переменности плотности воздуха вплоть до высот 20 – 30 км.

— В результате теряется угловая разрешающая способность телескопа – способность видеть мелкие детали, которая должна возрастать с увеличением размера апертуры (объектива). Часто при наблюдениях, даже с помощью крупного телескопа наземного базирования с огромным размером апертуры в несколько метров, невозможно видеть тонкую структуру Солнца из-за того, изображение размывается. Иногда атмосфера стабилизируется, искажения, вносимые ею, уменьшаются, качество изображений световых объектов в телескопе улучшается. В этом случае часто говорят об оптически стабильной атмосфере.

Павел Ковадло

Ученый подчеркнул, что прогнозирование астроклиматических условий места и качества изображений важны с точки зрения планирования специальных астрофизических экспериментов, оценки потенциальной продолжительности времени наблюдений:

— Наш проект направлен на развитие фундаментальных основ в понимании механизмов формирования турбулентности воздуха в разных слоях и открывает перспективу прогнозирования атмосферных характеристик, ответственных за качество астрономических наблюдений.

Ученые планируют разработать новый метод, позволяющий определить в разных слоях атмосферы интенсивность турбулентности, которая моделируется крупномасштабными атмосферными процессами. Для этого планируется привлечь современные численные модели атмосферных течений. Результаты, полученные при реализации проекта, найдут применение для расчетов и настройки адаптивной системы коррекции изображений в Крупном солнечном телескопе (КСТ-3), который будет построен в рамках создания Национального гелиогеофизического комплекса РАН.

Павел Ковадло подчеркнул, что его группа давно занимается исследованиями атмосферной турбулентности и ее влияния на качество астрономических изображений. Значимые результаты работ в этом направлении описаны в публикациях еще в начале 70-х годов. С 2010 года в практике исследований оптической турбулентности ученые начали применять методы адаптивной оптики и комплексные методы ре-анализа атмосферных течений. Эти методы позволяют рассматривать структуру атмосферы одновременно анализируя оптические и метеорологические характеристики.

— Перспективы работы диктуются необходимостью использования нового инструментария в части составления краткосрочного прогноза качества изображений в крупных телескопах, оборудованных системами адаптивной коррекции изображений, а также более глубоким пониманием формирования турбулентности и ее влияния на оптические искажения в телескопах. В конечном счете, астрономы должны получить в распоряжение новые методы, улучшающие условия наблюдений и облегчающие планирование астрономических наблюдений.

ИА Телеинформ